畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于gprs的路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2024-12-09 19:41本頁(yè)面
【正文】 業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 接收電路 如圖 所示，接收電路和發(fā)送電路 中 R11 隔離，在本地強(qiáng)信號(hào)下可以有效的吸收衰減，電感 L11 和電容 C11，組成了并聯(lián)諧振 回 路，具有對(duì) 120KHz 信號(hào)的選頻作用，以完成對(duì)有效信號(hào)的帶通濾波，若選擇電容 C11 為 1． 5nF，則由諧振公式 ： LCf ?2 1? 算得電感 L=1． 17mH。由電容電感完成整形濾波后，再發(fā)送至耦合電路。載波發(fā)射功率的大小與該放大電路的 電 源幅值的高低、電源電流提供能力比相關(guān)，在一定范 圍 內(nèi)增加電源功 率， 提高電源幅值，可以有效增加發(fā)射功率，從而得以延長(zhǎng)載波通信距離。 功率放大器工作在開關(guān)狀態(tài)。這個(gè)電路能把工頻與擴(kuò)頻信號(hào)疊加和分離開來(lái)。由于低壓電網(wǎng)的工頻 (50Hz)和本系統(tǒng)擴(kuò)頻信號(hào)的信號(hào)頻率 (120KHz)相差將近 2500 倍，所以電容 C1 和耦合線圈原邊電感對(duì)這兩種頻率信號(hào)的阻抗各不 相同。耦合器在電路中主要有三個(gè)作用：內(nèi)部的高頻耦合線圈實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電側(cè)和弱電側(cè)的物理分離；內(nèi)部的高通濾波器保證導(dǎo)通高頻信號(hào)而阻斷電網(wǎng)工頻；實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 16— 23 位數(shù)據(jù)輸 入 /輸出分別為 UART_DSR0、 UART_RI0、 UART_RXD0、 UART_TXDO、 UART_CTDO、 UART RTS0、 UART_DTR0 和 UART_DCD0。 1 3l和 32 腳為控制部分： 15 腳 為 開 關(guān)機(jī)控制信號(hào)線 PWON，當(dāng)供給 GTM900B 的電源大于 3． 3V，同時(shí)給 PWON 一個(gè)至少 10ms 的低電平，模塊開始工作。這40 個(gè)引腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接 口和 控制。 5 硬件 和軟件 設(shè)計(jì) 通過(guò)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的介紹，主要是對(duì) 路燈控制器的設(shè)計(jì)、 電力線載波模塊的設(shè)計(jì)、GPRS 模塊的設(shè)計(jì)。各個(gè)中繼之間距離合適，這樣才能夠保證整條支路的正常通信。通信時(shí)由主節(jié)點(diǎn)對(duì)各從節(jié)點(diǎn)輪詢，所有通信都由主機(jī)發(fā)起，通信的目的從節(jié)點(diǎn)是唯一的，從機(jī)只有得到主機(jī)命令后才可以向主機(jī)回復(fù) 命令，這樣的仲裁機(jī)制保證了在同一電力線上同一時(shí)間最多只能有一個(gè) PLC模塊向外進(jìn)行通信。單燈控制單元可實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)，調(diào)光控制，狀態(tài)檢測(cè)以及 PLC通信等四部分功能，其中前三部分功能模塊實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易。 d. 可延長(zhǎng)路燈的使用壽命 。 b. 可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)路燈網(wǎng)中的任一盞燈的工作狀態(tài)。它通過(guò)現(xiàn)有的 220V低壓電力線利用載波技術(shù)遠(yuǎn)程控制每盞路燈，檢測(cè)路燈的工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光節(jié)能，而且可以自動(dòng)識(shí)別路燈故障。 PLC技術(shù)可行性研究 目前的路燈監(jiān)控系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)對(duì)每條支 路路燈的開關(guān)燈控制，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)每盞燈的單獨(dú)控制，無(wú)法了解各條路燈線路上的具體每盞燈的工作情況，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)每盞路燈的調(diào)光節(jié)能控制，也實(shí)現(xiàn)不了系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別每盞路燈是否故障。所謂直序擴(kuò)頻調(diào)制，就是用高速率的偽噪聲碼序列（ PN碼）和低速率信息碼序列相乘，從而將基帶信號(hào)擴(kuò)展到很寬的頻帶范圍內(nèi)，達(dá)到擴(kuò)頻的目的。在電力系統(tǒng)應(yīng)用的主要是直序調(diào)制和線性調(diào)頻擴(kuò)頻系統(tǒng)。 ④ 安裝簡(jiǎn)便，易于維護(hù) 擴(kuò)頻通信設(shè)備是高度集成的，采用了現(xiàn)代電子科技的尖端技術(shù)，因此十分可靠、小巧，大量運(yùn)用后，成本降低，安裝便捷，易于推廣應(yīng)用。這樣，通 過(guò)窄帶濾波技術(shù)提取有用信號(hào)時(shí)，各種干擾信號(hào)只有很微弱的成份，信號(hào)的信噪比很高，抗干擾性增強(qiáng)。 擴(kuò)頻通信的主要優(yōu)點(diǎn) : ① 頻譜密度低，電磁輻射小 擴(kuò)頻通信在相對(duì)較寬的頻帶上擴(kuò)展了信號(hào)頻譜，降低了信號(hào)的功率譜密度 ,使信號(hào)能量不再集中在一個(gè)很窄的頻帶，降低了電磁輻射的發(fā)射功率，降低了對(duì)其它通信系統(tǒng)的干擾。即使在背景噪聲惡劣的情況下，也能保證可靠 的通信。與其它通信方式相比，可大大節(jié)省通信網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用。寬帶擴(kuò)頻容易提高傳輸速率，但成本較高，而且占用較寬的頻帶也是資源的浪費(fèi)。目 前市場(chǎng)銷售產(chǎn)品的調(diào)制 /解調(diào)方法大致分為點(diǎn)頻和擴(kuò)頻，而擴(kuò)頻又分為窄帶擴(kuò)頻和寬帶擴(kuò)頻。再加上其他因素的影響，數(shù)據(jù)通信的成功率會(huì)受到較大的影響，有時(shí)甚至?xí)斐蓮募衅鞯奖矶嗽O(shè)備通信的持續(xù)性失敗，這種情況下就需要系統(tǒng)有中繼的功能，而切實(shí)可行的中繼方法是表端設(shè)備（采集模塊或采集終端）在集中器的干預(yù)下進(jìn)行中繼，這就要求從集中器到表端的載波通信必須是雙向，否則將會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的完整性，有時(shí)會(huì)因?yàn)橥ㄐ诺脑蚱仁褂脩舾鼡Q采集模塊，其麻煩程度和經(jīng)濟(jì)損失是不言而喻的。 雙向通信 在抄表系統(tǒng)中，低壓載波通信必須是雙向的，這是因?yàn)椋旱蛪弘娋W(wǎng)上豐富噪聲而且是客觀存在的，對(duì)載波信號(hào)所呈現(xiàn)出阻抗也是動(dòng)態(tài)的，而且在用電負(fù)荷很大時(shí)，阻抗是很小的（︱ Z︱ 1Ω 是可能的）。對(duì)實(shí)際使用來(lái)講，從 300bps～ 2400bps 都是可行的，但如果太低（比如 300bps 以下），僅僅用于抄表尚可以使用，但如果系統(tǒng)具備較強(qiáng)的管理功能，太低的傳輸速率就無(wú)法滿足了。因此波特率的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。 傳輸速率 載波通信的傳輸速率是自動(dòng)抄表系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，也是載波通信技術(shù)水平的一項(xiàng)重要標(biāo)志。此標(biāo)準(zhǔn)的第一部分即： BS EN 500651 對(duì)頻段的規(guī)定是： 3KHz9KHz 電力公司專用頻段 9KHz95KHz 電力公司和經(jīng)電力公司許可的用戶使用的頻段 其它用戶使用的頻段 當(dāng)今的技術(shù)發(fā)展日新月異，全球不少重量級(jí)的公司（例如 Microsoft、 Intellon、THOMSON、 3COM、 AMD 等）都不惜高昂的研發(fā)費(fèi)用，開發(fā) 低壓電力線資源，低壓電力線作為一種新的通信載體，將在未來(lái)家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面發(fā)揮出不可替代的作用。一個(gè)合理的解決方案必須是在充分地考慮了 PLC 技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出： 工作頻段 早在 20 世紀(jì) 90 年代初期，歐洲就提出了 BS EN 50065 標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)與于低壓電力線上的載波信號(hào)的頻段、頻帶和電平等做出了具體的 規(guī)定。 20 世紀(jì) 90 年代中后期以來(lái)，低壓電力載波通信成為國(guó)內(nèi)外電氣工程、網(wǎng)絡(luò)工程等領(lǐng)域的熱門研究課題。到了 20 世紀(jì) 50 年代，高壓電力線通信技術(shù)已廣泛用于監(jiān)控、遠(yuǎn)程 顯示、設(shè)備保護(hù)及語(yǔ)音傳輸?shù)阮I(lǐng)域。 電力載波通信簡(jiǎn)介 電力載波通信（ Power Line Carrier，以下簡(jiǎn)稱 PLC）是指利用已有的低壓配電網(wǎng)作為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換的一種技術(shù)。 基于對(duì)以上幾點(diǎn)的考慮，文中認(rèn)為 TCP 傳輸更能滿足該系統(tǒng)對(duì)通訊的要求，所以在該系統(tǒng)的 GPRS 通訊部分，選擇了 TCP
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